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Des bactéries pour tamponner les effets de la sous-nutrition

En cas de sous-nutrition chronique, certains lactobacilles favorisent la croissance de leur hôte. Ces observations traduisent le rôle central de l'environnement bactérien dans la réponse physiologique à la sous-nutrition. L’équipe de François Leulier de l’Institut de génomique fonctionnelle de Lyon montre que cet effet passe par la stimulation directe par les lactobacilles de l'expression et de l'activité d'enzymes digestives de l'hôte dans l'intestin. Ce phénomène, décrypté chez la drosophile, se traduit par une meilleure assimilation des nutriments malgré un état de sous-nutrition. De plus, les chercheurs ont montré que lors d'infections par des bactéries pathogènes, ce processus d'optimisation nutritionnelle est altéré, aggravant ainsi les effets de la sous-nutrition. Cette étude est publiée dans la revue Cell Host and Microbe.

La sous-nutrition continue d'être une des principales causes de mauvais état de santé et de mortalité prématurée parmi les enfants des pays en développement. Selon l'organisation mondiale de la santé, en 2014 elle touchait encore plus de 200 millions d'enfants à travers le monde dont 159 millions présentant de forts troubles de croissance avec un arrêt prématuré. Au delà du fort impact des carences en micro- et macronutriments causées par le régime nutritionnel, des études récentes suggèrent que la sous-nutrition altère aussi la mise en place et la maturation des communautés bactériennes de l'intestin (ou microbiote) en favorisant l'installation de bactéries pathogènes au détriment d'autres souches bactériennes normalement bénéfiques pour la santé en général et la physiologie intestinale en particulier. Aussi ces altérations du microbiote pourraient contribuer à la mise en place ou au maintien des pathologies associées à la sous-nutrition.
A l'aide du modèle drosophile, l'équipe de François Leulier à l'institut de génomique fonctionnelle de Lyon a identifié précédemment l'importance d'un microbiote "sain" comme facteur tamponnant l'effet délétère d'une sous-nutrition chronique sur la croissance juvénile. En particulier, le rôle central de certaines bactéries commensales (des lactobacilles, une famille de bactéries utilisées comme ferment lactique) dans cet effet tampon avait été identifié1. Les nouveaux travaux publiés par l'équipe font suite à cette première découverte et portent maintenant sur le mode opératoire de ces bactéries favorisant la croissance de leur hôte. Enfin, l'effet de bactéries pathogènes dans ce contexte a aussi été décrit. L'étude démontre qu'en cas de malnutrition, certains lactobacilles favorisent la croissance de leur hôte en stimulant directement l'expression et l'activité d'enzymes digestives permettant ainsi d'augmenter la rentabilité de la digestion, en particulier celle des protéines. Ceci se traduit par une meilleure assimilation des nutriments et donc globalement une meilleure efficacité nutritionnelle malgré la sous-nutrition. Enfin, lors d'infections par des bactéries pathogènes entériques, ce processus d'optimisation nutritionnelle par potentialisation de l'expression d'enzymes digestives dans l'intestin est spécifiquement altéré, causant l'arrêt de la croissance des juvéniles infectés et aggravant donc l'effet délétère du régime alimentaire carencé.
Ces travaux mettent en lumière le rôle central du microbiote intestinal dans la réponse physiologique à la sous-nutrition chronique et en particulier son importance pour la croissance juvénile. L'équipe travaille maintenant à transposer ses découvertes à des modèles expérimentaux précliniques plus proches de l'homme avant d'envisager des études visant à tester de nouveaux types de traitements à base de souches de lactobacilles pour tamponner les effets délétères sur la croissance de la sous-nutrition infantile.

1. Lactobacillus plantarum promotes Drosophila systemic growth by modulating hormonal signals through TOR-dependent nutrient sensing. Storelli G, Defaye A, Erkosar B, Hols P, Royet J, Leulier F. Cell Metab. 2011 Sep 7;14(3):403-14. doi: 10.1016/j.cmet.2011.07.012.

Figure :L'environnement bactérien impacte la croissance animale. En cas de sous-nutrition chronique, la bactérie commensale Lactobacillus plantarumWJL promeut la croissance juvénile de la drosophile en stimulant l'expression et l'activité de peptidases intestinales permettant une meilleure assimilation des acides aminés. Toutefois, lors d'infections par des pathogènes entériques, l'augmentation du potentiel digestif de l'hôte attribué à l'effet de la communauté commensale est altéré au profit de l'activation de réponses immunitaires intestinales, cette altération ayant pour conséquence d'exacerber l'effet délétère de la sous-nutrition sur la croissance juvénile.

© Berra Erkosar. François Leulier

Références :

  • Pathogen Virulence Impedes Mutualist-Mediated Enhancement of Host Juvenile Growth via Inhibition of Protein Digestion.
    Berra Erkosar, Gilles Storelli, Mélanie Mitchell, Loan Bozonnet, Noémie Bozonnet, and François Leulier.

    Cell Host and Microbe, October 1st 2015 (http://dx.doi.org/10.1016/j.chom.2015.09.001)

Contacts :

  • François Leulier

    Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon
    CNRS UMR 5242, Université Claude Bernard Lyon-1
    Ecole Normale Supérieure de Lyon
    46 Allée d'Italie
    69364 Lyon Cedex 07

    Tel: 06.30.19.04.56